Τι είναι θερμοκρασιακή αναστροφή ακτινοβολίας;

Κυρίως κατά την περίοδο του φθινοπώρου, του χειμώνα και της άνοιξης παρατηρούμε ότι σε πολλές περιοχές της χώρας μας (κυρίως στα ηπειρωτικά) κατά τις βραδινές και πρωινές ώρες η θερμοκρασία σε πεδινά τμήματα είναι χαμηλότερη από ότι σε ορεινές περιοχές. Το φαινόμενο αυτό ονομάζεται θερμοκρασιακή αναστροφή ακτινοβολίας.

Αρχικά, ας δούμε τι ορίζουμε ως αναστροφή. Αναστροφή ονομάζεται ένα φαινόμενο κατά το οποίο η θερμοκρασία σε ένα ατμοσφαιρικό στρώμα αυξάνεται καθ ΄ύψος (αντί να μειώνεται όπως φυσιολογικά συμβαίνει). Το αναστροφικό στρώμα (εικόνα 1) χαρακτηρίζεται από την ένταση του (ρυθμός με τον οποίο αυξάνεται η θερμοκρασία καθ΄ ύψος), το πάχος του (δηλαδή τη διαφορά ύψους της βάσης του αναστροφικού στρώματος από την κορυφή του) και το ύψος του (δηλαδή το ύψος της κορυφής του). Να τονιστεί ότι συνήθως στο αναστροφικό στρώμα επικρατούν συνθήκες ευστάθειας που περιορίζουν την κατακόρυφη ανάμειξη του αέρα.

Εικόνα 1. Προφίλ κατώτερης τροπόσφαιρας κατά τη διάρκεια του φαινομένου της αναστροφής ακτινοβολίας

 

Αναστροφή ακτινοβολίας

 

Κατά  την διάρκεια της νύχτας το έδαφος εκπέμπει την ακτινοβολία που έχει απορροφήσει κατά την διάρκεια της ημέρας. Πρόκειται για υπέρυθρη ακτινοβολία που φέρει θερμική ενέργεια. Έτσι, το έδαφος ψύχεται, ψύχοντας και την υπερκείμενη στιβάδα αέρα. Η στιβάδα αέρα οποία μπορεί να εκτείνεται σε ύψος από μερικές δεκάδες έως και εκατοντάδες μέτρα.

Ταυτόχρονα απαιτείται όσο το δυνατόν πιο ανέφελος ουρανός, διότι τα νέφη απορροφούν μέρος της ακτινοβολίας που εκπέμπει το έδαφος και την επανεκπέμπουν προς αυτό μην αφήνοντας τελικά το έδαφος να ψυχθεί. Σε περίπτωση, λοιπόν, νεφελώδους ουρανού η δημιουργία αναστροφικού στρώματος αποτρέπεται.

Τέλος, μια ακόμα αναγκαία συνθήκη για τον σχηματισμό αναστροφής ακτινοβολίας είναι η επικράτηση ασθενών ανέμων. Με αυτόν τον τρόπο η υπερκείμενη του ψυχρού εδάφους αέρια μάζα δεν ανακυκλώνεται. Παραμένει στάσιμη και αποκτά τη θερμοκρασία του υποκείμενου εδάφους. Ο ψυχρός αέρας κοντά στο έδαφος όντας πυκνότερος εγκλωβίζεται και δεν αναμειγνύεται με τον θερμότερο υπερκείμενο αέρα.

Η φυσική διαδικασία της αναστροφής ευνοείται και λαμβάνει χώρα σε ηπειρωτικές περιοχές μακριά από την θάλασσα. Συμβαίνει κυρίως σε κλειστούς κάμπους-πεδιάδες και σε οροπέδια-λεκανοπέδια. Το αναστροφικό στρώμα που δημιουργείται από τους παράγοντες που αναλύθηκαν παραπάνω συνήθως διαλύεται τις προμεσημβρινές ώρες εκτός κι αν το πάχος της ομίχλης είναι σημαντικό, οπότε υπό συνθήκες άπνοιας η ομίχλη διατηρείται με αποτέλεσμα να αποτρέπει την ακτινοβολία να φτάνει στο έδαφος και να διατηρεί τις χαμηλές θερμοκρασίες στην επιφάνεια (εικόνα 2).

Εικόνα 2. Σχηματική αναπαράσταση του μηχανισμού που διατηρεί τις χαμηλές θερμοκρασίες επιφανείας κατά τη διάρκεια της ημέρας σε περίπτωση ομίχλης.